第四章 脂类
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第四章脂类和生物膜第一节脂类脂类包括的范围很广,是生物体内一大类重要的有机化合物,脂类是脂肪和类脂及其它们的衍生物的总称。
脂肪:(甘油三酯或三酯酰甘油)分布于皮下结缔组织、大网、肠系膜、肾内脏周围——脂库,含量随营养状态变动,称可变脂。
脂类类脂:磷脂、糖脂、固醇类,分布在生物膜和神经组织中——组织脂,含量稳定,称为固定脂。
这些物质在化学组成和化学结构上有很大差异,但是它们都有一个共同的特性,即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂(故可用乙醚和石油醚等提取)。
用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。
脂类的这种特性主要由构成它的碳氢结构成分所决定。
脂类具有重要的生物功能,它是构成生物膜的重要物质,细胞所含有的磷脂几乎都集中在生物膜中。
脂类物质,主要是油脂,是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。
脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。
某些萜类及类固醇类物质,如维生素A、D、E、K,胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。
在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。
脂类作为细胞的表面物质,与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。
具有生物活性的某些维生素和激素也是脂类物质。
一、脂酰甘油类脂酰甘油(acyl glycerols),又可称为脂酰甘油酯(acyl glycerides),即脂肪酸和甘油所形成的酯。
根据参与产生甘油酯的脂肪酸的分子数,脂酰甘油分为单脂酰甘油、二脂酰甘油和三脂酰甘油三类。
三脂酰甘油(triacylglycerols)又称为甘油三酯(triglycerides),是脂类中含量最丰富的一大类,其结构如下:194CH2OHC H HOCH2OHHO COR1HO COR2HO COR3+COR1OCH2CCOR2O HO COR32甘油脂肪酸甘油三酯(R1,R2和R3可以相同,也可不全相同甚至完全不同)它是甘油中的三个羟基和三个脂肪酸分子缩合、失水后形成的酯。
第四章脂类Lipids教学⽬的和要求1、了解天然脂肪及脂肪酸的组成特征和命名,卵磷脂及胆固醇的结构和性质,脂肪替代物的定义和种类。
2、掌握脂肪的物理性质(结晶特性、熔融特性、油质的乳化等),脂肪氧化的机理及影响因素,油脂在加⼯贮藏中发⽣的化学变化,油脂加⼯化学的原理。
Lipids第⼀节脂质的分类、组成、命名和结构第⼆节常见商品⾷⽤油脂的分类、来源、组成特点和基本的⾷品⽤途?第三节油脂的物理化学特征值和其意义第四节油脂的物理功能性质第五节油脂的⽔解和酮型酸败第六节油脂的氧化和抗氧化剂的作⽤机理第七节油脂的⾼温裂解和热氧化反应第⼋节油脂加⼯中的变化第九节油脂氧化、酸败、裂解、聚合和反式脂肪酸⽣成对⾷品的影响第⼀节脂质的分类、组成、命名和结构⼀、脂质(Lipids)脂类是脂肪酸和醇等所组成的酯类及其衍⽣物。
它包括脂肪、蜡、磷脂、糖脂、类固醇等,其元素组成主要是碳、氢、氧,有的还含有氮、磷、硫。
Lipids共同特征不溶于⽔⽽溶于⼄醚、⽯油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。
⼤多具有酯的结构,并以脂肪酸形成的酯最多。
都是由⽣物体产⽣,并能由⽣物体所利⽤(与矿物油不同)。
例外:卵磷脂、鞘磷脂和脑苷脂类。
主类亚类组成简单脂质(simple lipids )酰基⽢油蜡⽢油+脂肪酸(占天然脂质的95%左右)长链脂肪醇+ 长链脂肪酸磷酸酰基⽢油⽢油+脂肪酸+磷酸盐+含氮基团鞘磷脂类鞘氨醇+脂肪酸+磷酸盐+胆碱脑苷脂类鞘氨醇+脂肪酸+糖复合脂质(complex lipids )神经节苷脂类鞘氨醇+脂肪酸+碳⽔化合物衍⽣脂质(derivative lipids )类胡萝⼘素,类固醇,脂溶性维⽣素等分类(Classification )简单脂质复合脂质衍⽣脂质第⼀节脂质的分类、组成、命名和结构第⼀节脂质的分类、组成、命名和结构⼆、脂肪酸的种类和命名1、天然脂肪酸的种类脂肪酸为天然油脂加⽔分解⽣成的脂肪族羧酸化合物的总称饱和脂肪酸⼀烯⼆烯三烯多烯酸2、特殊脂肪酸蓖⿇油中的12-羟-顺-9-⼗⼋碳⼀烯酸(蓖⿇酸),棉籽油中的锦葵酸,热带苹婆树硬果油脂中的苹婆酸,锦葵科植物种⼦油中的环氧油酸,⼤风⼦油中的⼤风⼦酸和⼤风⼦油酸。
第四章脂类(Lipids)第三节油脂的氧化和抗氧化由于脂肪中脂肪酸残基含有不饱和键,暴露于空气中很容易发生自动氧化。
脂肪的自动氧化是油脂和含油食品酸败的主要原因,食品酸败降低了油脂的营养价值和品质,生成的过氧化物和游离基可引起急性、慢性中毒,甚至诱发癌症,所以油脂的氧化和抗氧化是食品化学的研究重点之一。
一、油脂自动氧化(一)油脂自动氧化机理油脂自动氧化是典型的游离基反应。
此反应分为三个阶段:链的引发期、增殖期和链的终止。
1.引发期:少量脂肪被光、热或金属催化剂等活化,使其双键相邻的亚甲基碳原子有一个H原子被解离,形成不稳定的游离基。
2.增殖期:当有O2存在时,游离基可与O2结合生成过氧化物游离基;此过氧化物游离基又与一个脂肪分子反应生成氢氧化物ROOH和游离基R。
终止期:当游离基与游离基结合,或游离基与游离基失活剂结合,产生稳定的化合物时,反应终止。
过氧化物是油脂氧化的第一中间产物,本身并无异味,因此感官上尚无酸败的特征,但已有过高的过氧化值(POV),此时生成的氢过氧化物不稳定,达到一定浓度时就转变成醛、酮等异味物质。
(二)氢过氧化物的生成和它的结构自动氧化生成的氢过氧化物的结构与其底物不饱和脂肪酸的结构有关,生成游离基时所裂解的H是与双键相连的-CH2-上的氢,然后O2进攻连接在双键上的α碳原子并生成相应的氢过氧化物:油酸分子中8位、11位碳原子上的H活泼性相同故可以生成两个不同的游离基并有四种氢过氧化物生成。
亚油酸由于1l位氢特别活泼所以只有一种游离基生成并生成两种氢过氧化物有三个双键的亚麻酸除了生成与上述相同的氢过氧化物外,还可以生成环过氧化物:(三)氢过氧化物的裂解油脂自动氧化生成的氢过氧化物再分解生成各种物质,其中挥发性物质是油脂酸败后产生的特殊气味的主要成分。
氢过氧化物的分解主要有1.烷氧游离基的生成,2.醛、酮、酸、醇的生成,3.丙二醛的生成。
1.烷氧游离基的生成2.醛、酮、酸、醇等化合物的生成3.丙二醛(MDA)的生成:油脂氧化后生成的丙二醛对食品风味产生不良的影响,还与食品或生物体内的蛋白质反应生成席夫碱(Schiff base),对人体有害。